[发明专利]一种预制变截面桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种预制变截面桩及其施工方法，用于将上部建筑的荷载传递给地基，所述变截面桩包括桩本体，该桩本体整体预制成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。本发明符合桩身抗压时桩身轴力从上到下呈逐渐减小特征，充分利用材料，有利于节约资源。桩本体采用整体预制生产，不仅大大缩短了工期，也避免现场进行大截面桩身段和小截面桩身段的连接拼装，有效避免变截面焊接、连接、拼装等技术难题。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种预制变截面桩及其施工方法。

背景技术

随着桩基础在实际工程中的应用越来越多，桩基础的变形问题、承载力问题以及工程造价也逐渐成为土木领域中非常令人关注的问题。在这种背景下，众多的学者和工程技术人员对桩基础的研究与应用进行了不断地探索与创新，许多新桩型也不断涌现出来。由于桩体抗压受力时其桩身轴力从上到下呈逐渐减小特征，等截面桩存在桩身材料浪费情况，理想的桩身截面变化趋势同桩身轴力变化特征，但逐渐变化的变截面生产不容易实现。为简化生产工艺，达到合理降低成本费用，倒阶梯形预制变截面桩被逐渐提出。变截面桩在减小沉降、增加桩基安全性、降低基础工程造价等方面都取得了较为显著的社会效益和经济效益。

传统的倒阶梯形变截面桩主要采用现场浇筑成桩或者现场拼装连接，然而，采用现场浇筑成桩，存在施工不便、工期长(现场浇筑桩的桩身强度达到设计强度要求一般需要28天甚至更久)等不足之处；现场拼装连接则由于变截面位置存在应力集中，对变截面位置的连接质量要求很高，但连接头位置容易出现焊接不饱满、腐蚀耐久性等问题，给桩身质量带来隐患。

发明内容

本发明提供了一种预制变截面桩及其施工方法，其施工方便、质量可靠、受力合理，且能有效节约材料，从中克服了现有技术的变截面桩所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预制变截面桩，用于将上部建筑的荷载传递给地基，包括桩本体，该桩本体整体预制成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。

进一步的，所述桩本体顶端和/或底端连接有拼接桩，拼接桩整体预制成型。

进一步的，所述桩本体与所述拼接桩为等截面对接。

进一步的，所述桩本体与所述拼接桩通过端头铁板配合螺栓或焊接进行连接。

进一步的，所述桩本体的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能不低于所述拼接桩的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能。

进一步的，所述桩本体包括上下两节桩身，分别为大截面桩身和小截面桩身。

进一步的，每相邻的两节桩身之中，上节桩身的长度大于或等于2倍该上节桩身的直径或边长，下节桩身的长度大于或等于2倍该下节桩身的直径或边长。

进一步的，所述桩本体为管桩或实心桩或空心桩；所述桩本体的截面为圆形、多边形、环形或椭圆形。

进一步的，所述桩本体内设有钢筋笼，该钢筋笼包括设置在一起的纵向钢筋和螺旋箍筋。

本发明另提供一种预制变截面桩的施工方法，包括以下步骤：

1)将一拼接桩压入土中，并在该拼接桩顶端高于地表预设高度后，停止压桩；

2)将桩本体底端与所述拼接桩顶端进行连接；

3)将桩本体压入土中，并在桩本体顶端高于地表预设高度后，停止压桩；

4)将另一拼接桩底端与所述桩本体顶端进行连接；

5)将所述另一拼接桩压入土中。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：